DE2323899C3 - Powder wire - Google Patents
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Description
»5»5
Die vorliegende Erfindung betrifft die Schweißtechnik, insbesondere einen Pulverdraht zum Schweißen von hochschmelzbaren Metallen.The present invention relates to welding technology, in particular to a powder wire for welding of refractory metals.
Einen besonders wirksamen Anwendungsbereich für die vorliegende Erfindung bildet das Schweißen von Titan und von dessen Legierungen mittels einer nicht schmelzenden Elektrode im Schutzgasmedium.A particularly effective area of application for the present invention is welding of titanium and its alloys by means of a non-melting electrode in the protective gas medium.
Es ist ein Pulverdraht bekannt, der aus einem Metall-(Eisen-)Mantel und einem Flußmittel als Füllstoff besteht, welcher sich aus Rutil, Kalziumfluorid, Aluminium, Titan, Zirkon, Mangan, Nickel und Lichtbogenstabilisatoren zusammensetzt. Ein solcher Draht dient zum Schweißen von Stahl (s. Patentschrift 1143 600, B 23 k, England). Der genannte Draht kann zum Schweißen von Titan und dessen Legierungen im Schutzgasmedium nicht verwendet werden, weil er solche Elemente wie Eisen, Nickel, Mangan enthält, die beim Schweißen von Titan mit diesem intermetallische Verbindungen bilden, welche die Schweißnaht verspröden. Das Vorhandensein von Titandioxyd (Rutil) führt auch zu einer Senkung der mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht. Bei der Verwendung des Pulverdrahtes mit der genannten Zusammensetzung zum Schweißen von Titan gelingt es auf diese Weise nicht, eine qualitätsgerechte Schweißnaht herzustellen.A powder wire is known which consists of a metal (iron) sheath and a flux as a filler consists of rutile, calcium fluoride, aluminum, titanium, zircon, manganese, and nickel Composed of arc stabilizers. Such a wire is used for welding steel (see patent specification 1143 600, B 23 k, England). Said wire can be used for welding titanium and its Alloys in the protective gas medium are not used because they contain elements such as iron, nickel, Contains manganese, which forms intermetallic compounds with titanium when it is welded the weld seam becomes brittle. The presence of titanium dioxide (rutile) also leads to a lowering of the mechanical properties of the weld. When using the powder wire with the mentioned Composition for welding titanium does not succeed in this way, a quality-fair Manufacture weld seam.
Es ist auch eine Röhrenelektrode bekannt, die einen Mantel aus einem niedriggekohlten Stahl und einen Kern enthält, welcher sich aus Lichtbogenstabilisatoren (Rutil, Flußspat, Salze der Kohlensäure) sowie auch aus Aluminium, Nickel, Mangan und Graphit zusammensetzt. Dabei wird die Röhrenelektrode ohne einen zusätzlichen Außenschutz des Bogens verwendet und ist zur Herstellung eines harten Schweißgutes bestimmt.There is also known a tube electrode which has a jacket made of a low carbon steel and a Contains core, which is made up of arc stabilizers (rutile, fluorspar, salts of carbonic acid) as well also composed of aluminum, nickel, manganese and graphite. This is where the tube electrode used without an additional external protection of the bow and is used for the production of a hard one Weld metal determined.
Die genannte Röhrenelektrode kann zum Schweißen von Titan im Schutzgasmedium nicht verwendet werden, weil sie solche Elemente, wie Eisen, Mangan, Nickel, Aluminium enthält, die beim Schweißen von Titan mit diesem intermetallische Einschlüsse bilden, welche eine Versprödung der hergestellten Schweißnaht begünstigen. Außerdem trägt das Vorhandensein von Rutil und von sauerstoffhaltigen Karbonaten im Kern auch zur Herstellung einer Schweißnaht bei, die erhöhte Sprödigkeit aufweist.Said tubular electrode cannot be used for welding titanium in a protective gas medium because it contains such elements as iron, manganese, nickel, aluminum that are used when welding Titanium with this form intermetallic inclusions, which embrittlement the weld seam produced favor. The presence of rutile and oxygenated carbonates also contributes at its core also contributes to the production of a weld seam that has increased brittleness.
Auf diese Weise wird die Schweißnaht, die unter der Anwendung der genannten Elektrode hergestellt worden ist, niedrige mechanische Eigenschaften, und zwar eine geringe Kerbschlagzähigkeit und keine Verformbarkeit aufweisen.In this way the weld is made using the said electrode has low mechanical properties, namely low impact strength and none Have deformability.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der genannten Nachteile.The purpose of the present invention is to eliminate the disadvantages mentioned.
Der Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt, einen Pulverdraht zu schaffen, dessen Komponentenkombination eine Verminderung des Schweißstromes ermöglicht.The invention is based on the object of creating a powder wire, the combination of components enables a reduction in the welding current.
Die gestellte Aufgab wird dadurch gelöst, daß im Pulverdraht zum Schmelzschweißen von Metallen in Schutzgasatmosphäre, der einen metallischen Mantel und als Füllstoff ein Flußmittel aus fluorhaltigen Verbindungen enthält, erfindungsgemäß der metallische Mantel aus Titan oder dessen Legierungen ausgeführt ist, und das als Füllstoff verwendete Flußmittel enthält (Gewichtsprozent):The task set is achieved in that in the powder wire for fusion welding of metals in Protective gas atmosphere, which has a metallic jacket and, as a filler, a flux made from fluorine-containing compounds contains, according to the invention, the metallic jacket made of titanium or its alloys and the flux used as filler contains (percent by weight):
Kalziumfluorid 25 bis 52Calcium fluoride 25 to 52
Magnesiumfluorid 45 bis 60Magnesium fluoride 45 to 60
Strontiumfluorid 3 bis 15.Strontium fluoride 3 to 15.
Das gewählte Verhältnis zwischen den Komponenten des als Füllsioff des Pulverdrahtes verwendeten Flußmittels gestattet es, bei der Einführung des Drahtes in die Brennzone des Bogens eine Kontraktion des bei der Elektrode liegenden Bereiches des Schweißbogens zu gewährleisten und die Konzentration der Wärmeenergie zu erhöhen, die sich am Erzeugnis durch das Zusammendrücken des Bogens unmittelbar an der Schweißstelle entwickelt.The selected ratio between the components of the powder wire used as a filler Flux allows contraction as the wire is inserted into the burn zone of the arc of the area of the welding arc near the electrode and to ensure concentration to increase the heat energy applied to the product by compressing the sheet developed directly at the welding point.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß das Verhältnis zwischen dem Gewicht des als Füllstoff verwendeten Flußmittels und dem Gewicht des metallischen Mantels in einem Bereich von 1 bis 1,3 liegt.Another embodiment of the invention is that the ratio between the weight the flux used as filler and the weight of the metallic shell in a range from 1 to 1.3.
Das Verhältnis zwischen dem Gewicht des Flußmittels iu.d dem Gewicht des metallischen Mantels wurde gewählt, um eine maximale Effektivität der Ausnutzung der Wärmeleistung des Schweißbogens zur Herstellung einer qualitätsgerechten Schweißnaht zu gewährleisten.The ratio between the weight of the flux and the weight of the metallic shell was chosen to maximize the effectiveness of the heat output of the welding arc to ensure a high quality weld seam.
Eine Änderung des oben angeführten Verhältnisses zwischen dem Gewicht des als Füllstoff verwendeten Flußmittels und dem Gewicht des metallischen Mantels, z. B. die Verminderung des Gehaltes am Flußmittel führt zu einer Senkung der Effektivität der Ausnutzung der Bogenwärmeleistung.A change in the above ratio between the weight of the filler used Flux and the weight of the metallic shell, e.g. B. the reduction of the salary on Flux leads to a decrease in the effectiveness of the utilization of the arc heat output.
Die Verwendung des genannten Pulverdrahtes gestattet es, hochschmelzbare Metalle, z. B. Titan oder dessen Legierungen mit einer Dicke bis zu 16 mm in einem Schweißgang zu schweißen. Dabei wird ein Stumpfschweißen ohne das vorherige Abschrägen der Kanten durchgeführt, was eine Senkung der Aufwendungen für die mechanische Vorbehandlung des Stoßes vor dem Schweißen ermöglicht.The use of said powder wire allows refractory metals such. B. titanium or to weld its alloys with a thickness of up to 16 mm in one welding process. This is a Butt welding is carried out without the prior beveling of the edges, which reduces costs for the mechanical pre-treatment of the joint before welding.
Durch die Herstellung einer volldimensionalen Naht in einem Schweißgang ist es nicht mehr notwendig. Zusatzwerkstoffe zu verwenden, was die Qualität der Schweißnaht erhöht und eine Einsparung von Schweißmaterialen ermöglicht. Eine Verminderung des Schweißstromes um das 1,5- bis 2fache und dementsprechend die Verminderung der Menge der beim Schweißen entstehenden Wärme vermindern bedeutend die Schweißverformungen.By producing a full-dimensional seam in one welding process, it is no longer necessary. To use filler materials, which increases the quality of the weld seam and saves money of welding materials made possible. A reduction in the welding current by 1.5 to 2 times and accordingly, reduce the decrease in the amount of heat generated during welding significant welding deformations.
Eine Verminderung der Nahtbreite und der wärmebeeinflußten Zone erleichtert bedeutend die Bedin-A reduction in the seam width and the heat-affected Zone significantly facilitates the
Metalls wie auch der Erwärmungszone, was die Schweißtechnologie vereinfacht.Metal as well as the heating zone, which simplifies the welding technology.
Eine Wechselwirkung zwischen dem als Füllstoff verwendeten Flußmittel und dem schmelzflüssigen Metall erhöht die Qualität der Schweißverbindung, weil dabei die Schweißnaht keine Poren aufweist. Das Schweißen unter Verwendung von Pulverdraht erfordert keine Spezialausrüstungen und kann mittels standardisierter Schweißausrüstungen durchgeführt werden.An interaction between the flux used as a filler and the molten one Metal increases the quality of the welded joint because the weld seam has no pores. Welding using powder wire does not require any special equipment and can be done by means of standardized welding equipment.
Der Pulverdraht kann zur Ausführung der Nähte mit komplizierter Form mittels des Lichtbogenhand-Schweißens sowohl an der Luft, wie auch in den mit einer kontrollierbaren Atmosphäre gefüllten Kammern verwendet werden.The powder wire can be used to make the seams of complicated shape by means of manual arc welding both in the air and in the chambers filled with a controllable atmosphere be used.
Andere Zwecke und Vorteile der Erfindung werden nachstehend durch eine eingehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung zum Schweißen von Titan und dessen Legierungen erläutert. Other purposes and advantages of the invention will become apparent below through a detailed description of the embodiments of the invention for welding titanium and its alloys explained.
»5»5
Das Schweißen der Teile aus niedriglegierten Titanlegierungen mit einer Dicke von 5 bis 7 mm ohne Abschrägen der Kanten wird mittels eines Pulverdrahtes mit 2 bis 2,2 mm Durchmesser durchgeführt. Das Verhältnis zwischen dem Gewicht des als Füllstoff verwendeten Flußmittels und dem Gewicht des metallischen Mantels, der aus Titan ausgeführt ist, beträgt 1 bis 1,1. Das als Füllstoff verwendete Flußmittel hat folgende Zusammensetzung (Gewichtsprozent): The welding of parts made of low-alloy titanium alloys with a thickness of 5 to 7 mm without beveling the edges, a powder wire with a diameter of 2 to 2.2 mm is used. The ratio between the weight of the flux used as the filler and the weight of the metallic jacket, which is made of titanium, is 1 to 1.1. That used as a filler Flux has the following composition (percent by weight):
Kalziumfluorid bis 52Calcium fluoride to 52
Magnesiumfluorid bis 45Magnesium fluoride up to 45
Strontiumfluorid bis 3.Strontium fluoride up to 3.
Das Schweißen der Teile aus niedriglegierten Titanlegierungen mit einer Dicke von 8 bis 12 mm ohne Abschrägen der Kanten wird mittels eines Pulverdrahtes mit 2,8 bis 3 mm Durchmesser durchgeführt. Das Verhältnis zwischen dem Gewicht des als Füllstoff verwendeten Flußmittels und dem Gewicht des metallischen Mantels, der aus Titan ausgeführt ist, beträgt 1,1 bis 1,2. Das als Füllstoff verwendete Flußmittel hat folgende Zusammensetzung (Gewichtsprozent): The welding of parts made of low-alloy titanium alloys with a thickness of 8 to 12 mm without beveling the edges, a powder wire with a diameter of 2.8 to 3 mm is used. The ratio between the weight of the flux used as the filler and the weight of the metallic shell, which is made of titanium, is 1.1 to 1.2. That used as a filler Flux has the following composition (percent by weight):
K'ilziumfluorid bis 42Calcium fluoride up to 42
Magnesiumfluorid bis 50Magnesium fluoride up to 50
Strontiumfluorid bis 8.Strontium fluoride up to 8.
Das Schweißen der Teile aus niedriglegierten Titanlegicrungen mit einer Dicke von 13 bis 16 mm ohne Abschrägen der Kanten wird mittels eines Pulverdrahtes mit 3 bis 3,5 mm Durchmesser durchgeführt. Das Verhältnis zwischen dem Gewicht des als Füllstoff verwendeten Flußmittels und dem Gewicht des Titanmantels beträgt 1,2 bis 1,3. Das als Füllstoff verwendete Flußmittel hat folgende Zusammensetzung (Gewichtsprozent):The welding of the parts from low alloy Titanium alloy with a thickness of 13 to 16 mm without bevelling the edges is made using a powder wire carried out with a diameter of 3 to 3.5 mm. The ratio between the weight of the as Flux used filler and the weight of the titanium shell is 1.2 to 1.3. That as a filler The flux used has the following composition (percent by weight):
Kalziumfluorid bis 25Calcium fluoride up to 25
Magnesiumfluorid bis 60Magnesium fluoride up to 60
Strontiumfluorid bis 15.Strontium fluoride until 15.
Beim Schweißen der Teile aus technischem Titan mit einer Dicke bis zu 16 mm kann das als Füllstoff des Pulverdrahtes verwendete Flußmittel folgende Zusammensetzung (Gewichtsprozent) aufweisen:When welding the parts made of technical titanium with a thickness of up to 16 mm, this can be used as a filler The flux used for the powder wire has the following composition (percent by weight):
Kalziumfluorid bis 35Calcium fluoride up to 35
Magnesiumfluorid bis 55Magnesium fluoride up to 55
Strontiumfluorid bis 10.Strontium fluoride up to 10.
Beim Schweißen der Titanlegierungen mit einer Dicke von 5 mm, die Molybdän und Niob enthalten, kann das als Füllstoff des Pulverdrahtes verwendete Flußmittel folgende Zusammensetzung (Gewichtsprozent) aufweisen:When welding titanium alloys with a thickness of 5 mm, which contain molybdenum and niobium, the flux used as filler of the powder wire can have the following composition (percent by weight) exhibit:
Kalziumfluorid bis 40Calcium fluoride up to 40
Magnesiumfluorid bis 55Magnesium fluoride up to 55
Strontiumfluorid bis 5.Strontium fluoride up to 5.
Der Durchmesser des Puiverdrahtes beträgt 2 mm.The diameter of the powder wire is 2 mm.
Das Verhältnis zwischen dem Gewicht des als Füllstoff verwendeten Flußmittels und dem Gewicht des Titanmantels beträgt 1 bis 1,1.The ratio between the weight of the flux used as the filler and the weight of the titanium shell is 1 to 1.1.
Das Pulverdraht wird in einer Spezialziehbank mit regelbarer Ziehgeschwindigkeit ohne die Verwendung von Spezialschmiermittel hergestellt.The powder wire is in a special drawing bench with adjustable drawing speed without the use Manufactured by special lubricants.
Der Mantel des Pulverdrahtes wird aus Titan und dessen Legierungen hergestellt; das als Füllstoff verwendete Flußmittel besteht aus Teilchen, deren Größe unter 0,05 bis 0,06 mm liegt.The sheath of the powder wire is made of titanium and its alloys; that used as a filler Flux consists of particles that are less than 0.05 to 0.06 mm in size.
Beim Schweißen von Titan und dessen Legierungen mittels einer nichtschmelzenden Elektrode im Schutzgasmedium wird der Pulverdraht der Brennzone des Bogens so wie der gewöhnliche Zusatzdraht mit einer Geschwindigkeit zugeführt, die im Bereich der Schweißgeschwindigkeit liegt.When welding titanium and its alloys using a non-melting electrode in the The protective gas medium is the powder wire of the burn zone of the arc as well as the ordinary filler wire fed at a speed which is in the range of the welding speed.
Claims (2)
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